台積電：掌握華為晶片命運的台灣晶圓代工巨頭

圖片來源@視覺中國

文 | 礪石商業評論，作者 | 高冬梅

中美貿易戰的發生，一下讓人們平時關注不多的晶片行業成了焦點。

儘管華為早在多年前就開始了在一些高端晶片和手機作業系統等關鍵領域的備胎計劃，但供應鏈上還有兩個部分很難在短時間內給出替代方案，一個是基於X86架構的CPU晶片，另一個就是台積電的晶圓代工業務。

晶圓代工簡單來說就是指半導體晶片的生產環節，海思、高通和英偉達這些晶片設計公司只做設計部分，產品生產成型需要像台積電這樣的公司來做代工。

與一般行業的代工不同，晶片行業的代工背後技術含量非常高，評價的標準主要是製程工藝的高低。

現在世界上最先進的是7nm工藝，只有台積電和三星兩家能做到，而台積電在市場份額上占據絕對優勢，海思、高通和蘋果這些巨頭的7nm手機晶片都是由台積電代工的。

這個行業目前主要還剩下台積電、三星、英特爾、聯電、格羅方德和中芯國際這幾個頭部企業，其中聯電和格羅方德已經宣布放棄12nm以下的高端工藝了，英特爾雖然沒有放棄7nm工藝，但10nm工藝一直良品率不高。

中芯國際是這裡面唯一一家中國大陸企業，今年1月剛剛實現了14nm的量產，尚比代表世界一流水平的台積電的7nm差了兩代。

因而，現在台積電的態度對華為非常重要，所以5月17日晚上台積電錶示，「內部已建立一套完整體系，經初步評估後，應可符合出口管制規範，絕不改變對華為的出貨計劃，將繼續出貨華為，不過，後續仍將持續觀察與評估」。

一些人據此認為台積電就會徹底支持華為有些過於樂觀了。

台積電現在如此表態是因為美國尚未對其進行極限施壓，一旦美國對其進行極限施壓，到時台積電能否挺得住很難說，畢竟其有80%的股權被外國機構所掌控，其最大股東是美國的花旗銀行。

而一旦台積電在美國的壓力下加入到對華為的封殺中，那麼華為的高端手機晶片將會斷供。

這對華為會是一個極大的打擊，也是美國封殺華為事件中可能會出現的最壞的情況。

這個相關分析已經很多了，我們今天想寫的是，台積電為何能夠成為晶圓代工領域的絕對霸主。

01

台積電是全球最大的晶圓代工企業，成立於1987年，總部位於台灣新竹，是全球第一家專注於代工的集成電路製造企業，也是晶圓代工模式的首創者。

如今經過30多年的發展，其市值已近2000億美元，占全球超過50%的市場份額。

此外如前所述，公司現有的最先進的7nm製程技術，處於行業領跑者的位置，只有三星可與匹敵。

台積電能制霸全球市場，坐穩行業絕對的王者地位，和它的創始人、被行業尊稱為台灣半導體教父的張忠謀(Morris Chang)有極大關係。

張忠謀，圖片來源@視覺中國

張忠謀畢業於麻省理工學院，畢業後進入了當時剛剛起步的半導體行業，並在27歲時加入德州儀器，憑藉技術才能平步青雲，成長為公司的「三把手」、資深副總裁。

後因為不認同公司向消費電子領域轉型的戰略分歧，於1985年返回台灣，並於1987年在55歲時創立了台灣積體電路製造公司，簡稱「台積電」。

當時，半導體行業巨頭都是IDM模式，即一個公司要完成從設計、晶圓製造到封裝和測試的全產業鏈，所需投資巨大、門檻極高，行業公司間因為害怕設計專利等商業機密被競爭對手掌握，基本上不會共享晶圓生產設施，這就導致重複投資、整體資源浪費，行業無法形成規模化，推動晶片成本的降低。

張忠謀看到了這個問題並抓住機遇，顛覆傳統遊戲規則，把台積電定位於為半導體公司做晶圓製造代工服務，創立之初便以「世界級」為發展目標。

這一模式出現後，極大地降低了晶片行業的進入門檻，使得包括今日晶片行業巨頭英偉達等在內的一批獨立的無晶圓廠晶片設計公司陸續出現。

台積電創立之初，適逢半導體行業處於低迷期，全球範圍內的半導體市場增速快速下滑。

沒有市場基礎、新的商業模式尚未被認可，所以剛成立的一兩年，台積電只能靠少量訂單艱難維持生存。

業務人員經常四處碰壁，一整年都開發不出一個新客戶。

逆境之中，張忠謀的個人領導力發揮了至關重要的作用，他要求「每個人都應設定目標，達到了，再設一個更高的目標，逼迫自我達到」，同時善於激勵，讓員工「產生新的勇氣、新的信心，就能重新衝刺」。

作為半導體行業大咖，張忠謀30多年職業生涯中積累了很多重要資源，這也是台積電能夠發展起來的重要原因之一。

1988年，當時擔任台灣工研院董事長的張忠謀和剛剛上任的總經理戴克一起，通過私人交情將老朋友英特爾的CEO、《只有偏執狂才能生存》的作者安迪格魯夫請到台灣來對台積電進行考察認證。

格魯夫以帶領英特爾平安渡過多次磨難、把其變成技術世界中最為自力更生的公司以及給投資者帶來巨額回報而知名，美國人也沒有因為私交而對朋友網開一面的傳統，所以在考察中，英特爾對半導體的200多道製程一站一站地檢查，挑出了200多個問題要求台積電立即改進。

而且，一旦通過認證，以後操作要換機器、換製程都得先經過他們的准許。

那時，尚無行業統一標準，拿到英特爾的認證就意味著拿到了世界級的認證，是對台積電生產能力最好的背書。

張忠謀以其一貫的強悍作風，在落實策略時追求完美、堅持高標準、嚴要求，快速改進並給出了讓刁鑽的英特爾認可的結果，最終拿下了認證和訂單。

而且經此一役，張忠謀還在企業內部團結了人心，建立起了規章制度上的國際化標準、世界級的管理基礎和運營環境。

半導體行業發展開始回暖後，張忠謀抓住機會火線出擊，1994年辭去工研院董事長職務，全力投入企業經營，帶領台積電在台灣證交所上了市，並迅速擴大規模，而且發展成為台灣最賺錢的公司。

回顧當時台積電的發展歷程，現在看其能夠發展起來除了張忠謀的個人經驗和能力外，還得益於外部的兩個條件：一是台積電創立之前，已經有了代工模式的萌芽。

當時很多IDM公司的人出來自立門戶進行設計，缺錢去打造Fab，而交給IDM去做又擔心設計方案泄露，所以產生了對代工生產的需求。

二是當時純晶圓代工的模式條件尚未成熟，其發展的可能性並不明顯，大的半導體廠商沒留意到，給台積電這樣的新創公司留下了機會。

和所有的顛覆式創新模式一樣，台積電抓住機會瘋狂生長，1995年營收已經超過10億美元，1997年張忠謀又將台積電在美國紐交所上了市，並於當年實現13億美元營收，5.35億美元的巨額盈利。

此後幾年，因為被外界看好，無論是台積電還是張忠謀個人都獲得好評無數，各種榮譽稱號加身。

02

從獲得英特爾認證後快速打開市場到成為台灣最賺錢的公司，台積電成立的前十年發展比較平順，但是真正讓它實現技術積累走向行業領先的是其1990年制定的，以IDM為標的的「群山計劃」。

當時各家IDM都有自己的製程標準，為了獲得這些IDM的訂單，台積電必須針對不同客戶的需求逐個調整製程。

在這個過程中，台積電遵循三個步驟：一是使用IDM的製程技術；二是結合互相獨立開發的技術；三是台積電與IDM共同開發新技術。

通過這幾個階段逐級加深的合作，台積電慢慢完成了技術積累，而且籠絡了一大批出色的人才。

到了2000年以後，只專注設計、無晶圓製造(Fabless)的迅速增長擴大了晶圓代工市場的規模，20大半導體企業中Fabless的數目從2000年的0家增加到2011年的4家，市場需求的增加讓晶圓代工業務進入更加快速的成長期。

2000年前後，網際網路、科技類公司不顧盈利，盲目擴張，泡沫破滅後，不僅股價崩盤，也對相關實體行業造成打擊。

2000年毛利率高達46%的台積電也受到影響，2001年營收同比下滑了24%，凈利潤同比下滑了78%，但因為保持了穩健的財務狀況，2002年就又恢復到29%的正增長，以超過50億美元的年營收進入半導體產業前10名，成為全球最大的專業晶圓代工公司。

在快速發展公司的同時，張忠謀也在時刻關注行業動向，消除可能的風險。

2000年，同為德州儀器出身的張汝京創立了世大半導體，發展勢頭太過迅猛，作風強悍的張忠謀說服世大第一大股東，在沒有知會張汝京的情況下以50億美元將其收購。

負氣北上的張汝京在上海成立了中芯國際並相繼從台積電和聯大挖人。

被挖員工將台積電商業機密透露給了中芯國際，使得其在不到四年的時間裡，從無到有擁有了4個8英寸及1個12英寸晶圓廠。

面對中芯國際的蠶食，台積電對這些被挖角員工提出訴訟，先於2005年2月獲得中芯國際支付的和解費用1.75億美元，後於2009年11月協議將會獲得中芯國際分4年支付的2億美元現金和10%的股份，並迫使張汝京離職。

在成立之後的第二個十年中，台積電的技術工藝逐步取得領先地位。

90年代末，台積電的製程工藝還遠遠落後於英特爾，但是在快速追趕中拉近了與巨頭的距離。

1999年，台積電領先業界推出可商業量產的0.18微米銅製程製造服務。

2001年，台積電推出業界第一套參考設計流程，協助開發0.25微米及0.18微米的客戶降低設計障礙，以達到快速量產的目標。

2005年，其更是領先業界成功試產65nm晶片。

隨著晶圓尖端技術從90nm發展到65nm，成本開始大漲，包括ST、英飛凌、NXP、飛思卡爾在內的眾多大廠都停止了對先進晶圓廠的投入。

德州儀器也在2007年宣布放棄單獨開發32nm以下的工藝。

到了2009年，在晶圓製程從40nm轉移到32nm的時候，富士通、松下、瑞薩、東芝和索尼等都轉型為輕晶圓廠，這給台積電製造了機會。

到了2005年，台積電已是營收高達82.3億美元，稅後凈利高達29.1億美元且在競爭越來越激烈、整體利潤越來越低的情況下，依然以43.6%的毛利率繼續雄居台灣最賺錢公司之位的行業大公司。

經營業績良好的台積電持續增加研發投入，向著行業巔峰前進。

然而，2008年金融海嘯期間，台積電受到衝擊，整個2009年收入同比下滑了11.2%。

為了應對金融危機，CEO蔡力行通過裁員進行成本管控，又引起了勞資糾紛。

彼時已經退休4年的張忠謀動議董事會，罷免了蔡力行，在2009年6月金融風暴餘波蕩漾之際，重回一線擔任公司CEO。

作為公司創始人，張忠謀對全體員工的感召力強，有能力穩定局面；作為人脈廣泛的業界重量級人物，其對客戶的影響力也大，他的復出讓台積電在金融危機中快速恢復，2010年收入回升到同比增加41.9%。

並在2012年取得有史以來的最佳業績，營收達170億美元，高居台灣上市公司之首。

54歲從頭開始的張忠謀，再次在世界半導體業頂天立地。

台積電時代他是創造產業的人，之後，在帶領台積電發展過程中他創造了自己和客戶的兩個行業，以晶圓代工業引領了無晶圓廠的專業設計，讓行業發展蒸蒸日上。

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張忠謀重任CEO之後，大刀闊斧地推進公司重大決策，先是大筆一揮把2010年的資本支出上調一倍，增加到59億美元，力排眾議擴大產能。

隨著大陸手機品牌的逐漸崛起，台積電的產能還是變得供不應求，尤其是28nm製程經常要排隊搶購。

當時，為了將對手遠遠甩在身後，台積電針對智慧型手機晶片設計的主流製程，一連推出四個版本，幾乎年年改版，讓對手窮於追趕。

每年新推出的製程不但較前一代速度提高、省電30％，而且晶片尺度還被微縮4％。

通過「四連制」，台積電在28nm一戰中建立了很高的壁壘，28nm也成了它最給力的製程。

格羅方德成立後曾企圖搶占市場，深不見底的強權結合美國的先進技術，一度讓外界對台積電的前途很是擔憂。

但是沒想到戰鼓才剛剛敲響就勝負已分。

28nm製程有一個關鍵的技術選擇——先閘極(Gate-first)與後閘極(Gate-last)，格羅方德和三星都選擇了先閘極，台積電則採用了後閘極，結果台積電一舉成功量產，三星與格羅方德的生產良品率卻始終無法提升。

張忠謀回歸後開啟的第二戰是與三星的對決。

在台積電開創的代工模式興起後，全球範圍內掀起了一股代工熱，很多半導體廠商參與其中。

目前，全球前八大代工廠中，三星是唯一的IDM廠商，也是最大的IDM代工廠。

晶圓代工是三星的核心版塊業務之一，多年來在與台積電爭奪先進位程工藝市場話語權方面下足了功夫，也一直是業界關注的話題。

作為巨無霸級別的IDM，三星一直覺得台積電晶圓代工業務水平不夠好，通過大力投資、獨立代工業務、挖人等措施，不斷向台積電發起挑戰。

2015-2016年，三星從台積電那裡奪得了不少大客戶訂單， 代工業務出現大幅增長。

到了2016-2017年，隨著台積電先進位程的進一步成熟，三星代工部分大訂單又被台積電搶了回去。

2018年初，在韓國首爾舉辦的三星晶圓代工論壇上，三星相關負責人表示，2018年的目標是將晶圓代工的市占率從第四名提升到第二名，超越聯電和格芯，未來則打算超越台積電成為行業第一。

不過，2018年三星的代工業務只實現了4%的微增長。

作為具有高技術含量的重資產業務，晶圓代工需要投入的資金量巨大。

台積電和三星兩家的資本支出占了全球晶圓代工廠的70%，而台積電一家就占據半壁江山。

三星90nm製程節點的研發費用為2.8億美元，到了20nm研發費用飆升到了14億美元，這還不包括後期的新生產線生產費用和建廠費用。

台積電的投入更是巨大。

因此，先進位程研發逐漸成為了巨頭的遊戲。

其結果就是，當年全球具備130nm製程生產能力的廠家有22家，而能夠以16/14nm製程技術進行晶圓代工的廠商數量銳減到了5家。

具備10nm、7nm以及更先進位程技術能力的廠商，只剩下了台積電、三星和英特爾這3家。

在先進位程方面，台積電處於絕對領先地位，三星位居其次。

早在2011年台積電便攻克了28nm製程，之後先進位程發展迅速，其7nm製程已於2018年下半年實現量產，預計2019年收入占比將超過20%。

5nm已於今年4月進行風險試產，預計在2020年實現量產。

而三星已宣布於2018年下半年投產7nm，5nm及以下的先進位程也在規劃中。

作為處於行業壟斷地位的兩大巨頭，台積電和三星是全球唯二具備10nm製程工藝量產能力的，三星作為全能型IDM廠商，與自己的代工客戶有一定的競爭關係，擁有手機市場以及自研的Exynos系列SoC晶片作為談判籌碼，對合作客戶具有一定的控制能力。

手機SoC晶片是頂尖製程的最主要應用領域。

總體來看，台積電和三星壟斷了使用先進位程的手機SoC晶片代工。

從技術水平上看，台積電和三星是並駕齊驅的，預計2019年量產的台積電7nm EUV版(N7+)與三星7nm的各項參數相近。

目前，台積電初代7nm(未採用EUV)已經量產，是市面已量產的最先進位程，時間上具有先發優勢。

在EUV使用方面，台積電與三星是設備生產商ASML前兩大訂購客戶。

目前，台積電的EUV設備最多，有10台，三星次之，有6台。

EUV作為7nm以下製程必備工藝設備，對廠商最新製程量產具有至關重要的作用。

由於對精度要求極高，台積電還與ASML在研發上有深入合作。

台積電疊代速度快，半導體製造技術步入14/16nm節點之後，採用的FinFET工藝技術開發難度和資本投入都大幅度增加，因此也被視為先進位程技術的准入標準。

台積電的28nm製程從2011年開始量產，領先競爭對手3-5年，從2014年開始量產16/20nm的晶片，之後就進入快速增長期，到2015年兩種製程的占比已經達到49%。

台積電為了充分發揮技術優勢，非常注重先進位程量產後的迅速擴容。

如台積電的130nm製程在2003年投入量產後，其營收占比僅用一年時間就從0陡升到28%；28nm製程的營收占比在2011年投入量產後，同樣只用了一年就從2%攀升到22%。

迅速擴張先進產能幫助台積電在每一個先進位程節點都能快速搶占客戶資源、擴大先發優勢，並使其產能結構明顯優於同業競爭對手，這樣，更高的產品附加值帶來了更高的毛利率。

而三星在IDM模式之下，晶圓代工部門設在半導體細分領域中，屬於三級業務，能夠獲得的資源相對有限，即便智慧財產權和專利得到良好保護，也不能保證供應鏈的靈活自主和規避上層競爭帶來的影響。

比如蘋果A4-A7系列處理器均在三星代工，2011年雙方爆發系列專利訴訟後，蘋果將A8轉單至台積電代工，A9分別交由台積電和三星代工，A10又是全部由台積電代工。

由於上述原因，三星的代工部門雖然在製程技術的進展上和台積電不分伯仲，但其背景決定了它很難成為晶圓代工領域的巨無霸。

在與對手的競爭中，台積電終於成長為行業巨擘。

2018年，台積電全年合併營收為342億美元，同比增長6.5%；稅後凈利為116.4億美元，同比增長3.3%，市場占有率接近6成。

這一年公司營收、凈利與每股盈餘連續七年創下紀錄，並成功量產7nm製程，領先其他同業至少一年。

04

台積電能夠成為晶圓代工行業的絕對霸主，有如下幾點值得借鑑：

首先是台積電的積極奮進的文化。

2014年，為了有效提升10nm先進位程研發速度，台積電內部啟動了「夜鷹計劃」，編排研發人員實施24小時三班輪值不停休，大大提升了研發效率，2016年底，10nm開始量產，2017年開始爬坡，到第四季度時收入占比已達到25%。

其次是捨得投入，持續擴大研發規模，保證自己的行業領頭羊地位。

1992-2017年，台積電每年研發費用從500萬美元快速增長至27億美元，無論是數量還是增長速度都遠超其他競爭對手。

由於摩爾定律所面臨的技術挑戰日益複雜與困難，台積電不斷擴大的研發規模保證了其能持續提供給客戶領先的製程技術及解決方案。

不斷擴大的資本開支又幫公司築起競爭壁壘，進一步穩固並擴大優勢地位。

台積電目前擁有三座12英寸超大晶圓廠，總產能超過700萬片，提供從0.13微米到7nm各種製程全世代以及半世代設計的生產，同時還保留部分產能作為研發用途，從而支持5nm及更先進位程的技術發展。

第三是經營水平優異。

經濟學規律是規模太大會制約盈利水平，半導體晶圓代工行業屬於技術與資本高度密集型，且隨著行業發展會呈現更加集中的趨勢，台積電作為行業龍頭能夠維持約50%的毛利率，其穩定的研發費用開支水平，控制極佳的運營成本水平，良好的經營和管理水平絕對是大多數上市公司都趕不及的。

第四是先利用先進位程上的技術領先，率先獲得高利率並進行擴張，然後等後面的企業快要追趕上來時，再依靠規模優勢大打價格戰，如此循環，遠遠地甩開競爭對手，奠定自己的行業霸主地位。

除了日常經營管理和技術研發等企業自身的優勢外，還有兩點幫助台積電發展和登頂行業。

一是台積電在起步之時得到了台灣當局資金的扶持。

1987年，在台當局「政府」的推動下，台灣「國科會」出資1億美元，與飛利浦及一些民間資本共同創建了台積電。

台積電成立時要建立一座6英寸晶圓廠，當時需要投資2億美元，除了台當局開發基金投入還有資金缺口。

台積電得到了荷蘭飛利浦公司的入股，並且提供技術方面的幫助。

二是台積電能夠領先全球的一個根本在於他們設定了一個絕對不與客戶競爭的原則。

回顧一下三星失掉蘋果A10訂單的事情，除了在A9上的性能不如台積電外，有傳言蘋果擔憂三星盜取其相關設計，所以終止了與三星的合作。

此外，還有以先進封裝技術配合新技術研發。

2016年發布的蘋果A10處理器，就是用到了台積電的FOWLP技術，這給半導體從業者帶來了一個新的激勵，也會給台積電帶來不錯的收益。

隨著中美貿易戰爆發和逐步深入，半導體尤其是晶片產業得到前所未有的關注，未來，中國大陸勢必要採取措施加快這一領域的發展。

作為行業的絕對霸主，台積電的創立和發展過程有很多值得我們的企業學習和借鑑的地方。

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